Astroscales ELSA-d-Mission schließt komplexe Rendezvous-Operation erfolgreich ab

Dies stellt einen wichtigen Meilenstein für Rendezvous- und Annäherungsmanöver dar, die für die Weiterentwicklung der Wartung im Orbit von entscheidender Bedeutung sind.

Tokio, 4. Mai 2022Astroscale Holdings Inc. („Astroscale“), Marktführer im Bereich Satellitenwartung und langfristige Orbitstabilität in allen Umlaufbahnen, gab heute bekannt, dass die Mission „End-of-Life Services by Astroscale-demonstration“ (ELSA-d) trotz mehrerer unerwarteter Rückschläge weitere kontrollierte Annäherungsmanöver zwischen ihren beiden Satelliten erfolgreich abgeschlossen hat. Zu den in dieser Demonstration erprobten Technologien gehören die Verfolgung eines Objekts aus großer Entfernung, das Rendezvous mit einem unkontrollierten Objekt und die Übergabe von absoluter zu relativer Navigation für einen Wartungssatelliten im erdnahen Orbit (LEO). Diese Fähigkeiten sind essenziell für Rendezvous- und Annäherungsmanöver sowie für die Wartung im Orbit, und diese Demonstration ist beispiellos für eine kommerziell finanzierte Mission im LEO.

„Die erfolgreiche Zusammenführung von Dienstleister und Kunde sowie die Umstellung von absoluter auf relative Navigation haben es uns ermöglicht, weitere Schlüsseltechnologien und operative Fähigkeiten für die kommerzielle Entsorgung von Altgeräten unter Beweis zu stellen“, sagte Seita Iizuka, Projektmanagerin von ELSA-d. „Der Nachweis dieser Fähigkeiten stärkt unser Vertrauen in die Weiterentwicklung unserer Dienstleistungen zur Altgeräteentsorgung, und ich gratuliere dem Team zu diesem beeindruckenden Erfolg.“

ELSA-d ist die weltweit erste kommerzielle Mission, die die Kerntechnologien für die Wartung von Satelliten im erdnahen Orbit (LEO) erprobt. Die Mission besteht aus zwei Satelliten – einem Servicesatelliten zur sicheren Entfernung von Weltraumschrott und einem Clientsatelliten, der als Simulation eines solchen Schrottteils dient – und wurde im März 2021 als Satellitenstapel vom Kosmodrom Baikonur in Kasachstan in eine 550 km hohe Umlaufbahn gebracht. Die erste Demonstration, bei der der Servicesatellit den Clientsatelliten freigab und manuell magnetisch andockte, wurde am 25. August 2021 erfolgreich abgeschlossen und validierte das Fangsystem sowie die Bordsensoren und -kameras.

Die Missionsoperationen für eine Demonstration des autonomen Einfangens begannen am 25. Januar. Nach erfolgreicher Trennung des Clients vom magnetischen Einfangsystem des Servicers hielt dieser mithilfe autonomer Algorithmen zur relativen Positionsregelung und unter Einbeziehung des LPR-Sensors (Low Power Radio) einen Abstand von 30 Metern zum Client. Nachdem diese wichtige Rendezvous-Fähigkeit über sieben Stunden erfolgreich demonstriert worden war, wurden Anomalien im Zustand des Raumfahrzeugs festgestellt. Aus Sicherheitsgründen entschied das ELSA-d-Team, den Einfangversuch abzubrechen. Servicer und Client wurden weiter voneinander entfernt, um dem Team die Untersuchung verschiedener Probleme aus sicherer Entfernung zu ermöglichen. Dabei drifteten die Raumfahrzeuge weiter auseinander, bis zu einer maximalen Entfernung von etwa 1.700 Kilometern.

Die größte Herausforderung der jüngsten Demonstration bestand darin, den Rendezvous-Anflug mit nur vier der acht Triebwerke des Serviceschiffs neu zu planen. Dies schränkte die Fähigkeit des Serviceschiffs ein, detaillierte Rendezvous-Manöver mit dem Client wie ursprünglich geplant durchzuführen. Während ein Systemproblem drei der Triebwerke beeinträchtigte, ist die Ursache für den Ausfall eines Triebwerks unklar und wird von Astroscale und Bradford/ECAPS, dem Triebwerkslieferanten der ELSA-d-Mission, gemeinsam untersucht.

In den vergangenen zwei Monaten wurden mehrere sorgfältig geplante Manöver durchgeführt, um den Serviceroboter auf ein kontrolliertes Rendezvous mit dem Kunden vorzubereiten. Am 7. April gelang es dem Serviceroboter, mit den begrenzten verfügbaren Triebwerken, sich erfolgreich bis auf 159 Meter an den Kunden anzunähern. Dabei wurde die Fähigkeit des Serviceroboters, den Kunden zu suchen und zu orten, bestätigt. Dies ermöglichte den Übergang von der absoluten Navigation, die auf GPS und bodengestützten Beobachtungen basiert, zur relativen Navigation mithilfe bordeigener Sensoren. Diese Übergabe war die bisher anspruchsvollste Operation der ELSA-d-Mission und gilt allgemein als eine der schwierigsten Fähigkeiten, die für Satellitenwartungsmissionen nachgewiesen werden müssen.

Nach Abschluss dieser kritischen Operation wurde der Servicer erneut vom Kunden entfernt und wird für mehrere Monate in einem stabilen Abstand verbleiben. Während dieser Zeit analysiert das Team die nächste Phase der Mission, einschließlich der Möglichkeit einer sicheren und erfolgreichen magnetischen Wiedereinfangung des Kunden.

Obwohl die autonome Einfangdemonstration noch nicht abgeschlossen werden konnte, hat die ELSA-d-Mission mehrere Schlüsseltechnologien für das Einfangen von Weltraumschrott unter Beweis gestellt, darunter:

• autonome Führungs-, Navigations- und Steuerungsalgorithmen,

• Regelung mit geschlossenem Regelkreis und integrierten Navigationssensoren

• autonomes Triebwerks-Rendezvous-Manöver und Lageregelung,

• Navigation eines Service-Raumfahrzeugs von 1.700 km bis auf 160 m an einen Kunden heran unter Verwendung absoluter Navigationstechniken (GPS und bodengestützte Beobachtungen).

• Übergang von absoluter Navigation zu relativer Navigation mithilfe des bordeigenen LPR-Sensors

• mehr als ein Jahr Erfahrung im Betrieb von Satellitenmissionen im Orbit für Service- und Kundenunternehmen, und

• Magnetischer Erfassungsmechanismus mit Dockingplatte

Als Bestätigung dieser bahnbrechenden Fähigkeiten erhielt ELSA-d zahlreiche Auszeichnungen und Ehrungen für seine wegweisenden Leistungen im Bereich der nachhaltigen Raumfahrt und der Wartung im Orbit, darunter den Via Satellite 2021 Satellite Technology of the Year Award und den vom japanischen Kabinettsbüro verliehenen Preis des Staatsministers für Raumfahrtpolitik. Die Mission trug außerdem maßgeblich dazu bei, dass Astroscale in die TIME-Liste der 100 einflussreichsten Unternehmen aufgenommen wurde.Die innovativsten Unternehmen laut Fast CompanyDie

„ELSA-d war selbst unter idealen Bedingungen nie einfach, aber unser globales Team hat zahlreiche Herausforderungen gemeistert und enorme Erfolge erzielt, die das ohnehin schon rasante Wachstum des Marktes für On-Orbit-Serviceleistungen weiter beschleunigen werden“, sagte Nobu Okada, Gründer und CEO von Astroscale. „Wir freuen uns über die weltweite Anerkennung, die unser Team erfahren hat, und danken der internationalen Raumfahrtgemeinschaft für ihre Unterstützung.“

Die End-of-Life-Services von Astroscale bieten Satellitenbetreibern eine proaktive Möglichkeit, ihre Anlagen zu schützen, Kollisionen mit anderen Satelliten zu vermeiden und die Umlaufbahn zu sichern. Astroscale wird die Erkenntnisse aus den Technologien und Fähigkeiten von ELSA-d nutzen, um den hochmodernen Satelliten ELSA-M zu entwickeln, der mehrere ausgediente LEO-Satelliten in einer einzigen Mission einfangen kann. Die Technologieentwicklung und Planung für eine Demonstration im Orbit sind weit fortgeschritten. Die britische Raumfahrtagentur, die Europäische Weltraumorganisation und OneWeb sind wichtige Partner, um die Fähigkeiten von ELSA-M mit mehreren ausgedienten Satelliten eines Konstellationsbetreibers wie OneWeb zu testen.

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